TiO2悬浆体系光催化降解酸性红B动力学分析

采用TiO2悬浆体系, 以高硼紫外灯为光源, 考察了酸性红B 光催化降解中溶液初始质量浓度、催化剂投加量、无机盐、空气通入量、pH 值对光催化降解速率影响.用Langmuir-hinshelwood 方程描述酸性红B光催化动力学行为. 结果表明:初始质量浓度增加, 反应由一级向零级过渡; 催化剂投加量在0.5～2.5 g/L时, 30 mg/L酸性红B一级反应速率常数与投加量成线性关系; 5种溶解性无机盐对光催化降解酸性红B存在抑制作用, 阴离子影响大于阳离子; 通入空气影响动力学行为, 改变反应级数.本实验在pH 值为3时光催化降解效果最佳, 且酸性条件下比碱性下条件效果更好;TiO2表面吸附能力随pH 值增大而减弱,光催化过程控制步骤在酸性和碱性条件不同.     

酸化油页岩灰吸附Ni(Ⅱ)的研究

采用质量分数为50%的HNO3制备酸化油页岩灰吸附剂,研究吸附时间、吸附温度、Ni(Ⅱ)初始浓度、溶液pH值、吸附剂投加量和吸附剂粒径对酸化油页岩灰吸附性能的影响.结果表明,一定范围内,酸化油页岩灰吸附剂的吸附量(Qe)随吸附温度、Ni(Ⅱ)初始浓度、溶液pH值、吸附剂投加量的增加而增加,随吸附剂粒径的增加而减小.吸附温度对吸附刺的最大吸附量Q有明显影响.当Ni(Ⅱ)初始质量浓度为100 mg/L,溶液pH值为6.0,吸附剂粒径为53～75μm,吸附剂投加量为16.0 g/L,吸附搅拌速度为400 r/min时,25℃、30℃、35℃下酸化油页岩灰的最大吸附量Q分别为17.0 mg/g、33.2mg/g、42.9mg/g,且吸附主要以离子交换的化学吸附方式为主.酸化油页岩灰吸附剂对Ni(Ⅱ)的吸附符合Languir等温吸附方程,温度为25℃、30℃、35℃,溶液pH值为6.0,油页岩灰吸附剂投加量为16.0 g/L,油页岩灰吸附剂粒径为53～75μm条件下,酸化油页岩灰对Ni(Ⅱ)的最大吸附量Q分别为17.0mg/g、33.2 mg/g、42.9 mg/g.研究表明,油页岩灰经过酸化改性后可作为吸附荆处理含Ni(Ⅱ)废水,具有较好的市场应用前景.     

聚丙烯酸/羟基磷灰石复合吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附行为

以部分中和的丙烯酸(AA)和羟基磷灰石(HP)为原料,通过自由基聚合反应合成聚丙烯酸/羟基磷灰石(PAA/HP)复合吸附剂,研究溶液pH值、吸附时间、Pb(Ⅱ)初始浓度及HP含量对PAA/HP吸附性能的影响.结果表明,PAA/HP复合吸附剂的吸附缝先随溶液pH值及Pb(Ⅱ)初始浓度的增加而增大,随后趋于恒定.30℃、pH=6.0、Pb(Ⅱ)初始浓度0.01 mol/L条件下,HP需6 h达到吸附平衡(平衡吸附量为99 mg/g).而PAA/HP复合吸附剂(HP质量分数为10%)只需15 min即可达到吸附平衡量(943 mg/g)的96%.当Pb(Ⅱ)初始浓度≥0.008 mol/L时,PAA/HP复合吸附剂的饱和吸附量随Hp含量的增加而减小,但此时复合吸附刑的饱和吸附量高于PAA和HP饱和吸附量的平均值.HP及PAA/HP复合吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附过程均符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型.吸附机理分析表明,PAA/HP复合吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附主要是由于复合吸附剂中-COO-基团与Pb(Ⅱ)的相互作用.研究表明,PAA/HP复合吸附剂可用于含Pb(Ⅱ)废水的处理.     

金针菇菌柄非食用部分对镉的生物吸附

采用金针菇(Flammulina velutipes)除去其可食用部分后剩余的废弃部分菌粉作为生物吸附剂吸附Cd2 ,研究金针菇吸附Cd2 的理想条件.试验评价了5个影响因子:样品的不同处理方式,振荡吸附时间,溶液pH值,Cd2 初始浓度和菌粉投加量.结果表明,菌粉颗粒越细,吸附能力越强;振荡时间对吸附的影响不显著;pH值是影响金针菇吸附能力的关键因子,pH值为7时达到最大吸附率(63.1%);吸收60 min时,金针菇对Cd2 的吸附率最高(71.9%);随着溶液初始Cd2 浓度的增加,吸附率降低,但随菌粉生物量的增加,吸附能力上升;当溶液Cd2 的浓度为80 mg·L-1时,最大吸附量达到5.573mg·g-1.可以认为金针菇菌柄非食用部分是一种有效的生物吸附剂.     

单因素对复合固定化烟曲霉小球去除Cr(Ⅵ)的影响

利用聚乙烯醇-海藻酸钠-活性炭粉末制作固定化烟曲霉小球,并以其为吸附介质,在30℃、120 r/min的培养条件下,考察了不同初始pH值、葡萄糖质量浓度、NaCl质量浓度和Cr(Ⅵ)质量浓度时固定化烟曲霉小球对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果.结果表明,固定化烟曲霉小球在中性偏酸环境中对Cr(Ⅵ)有更好的吸附效果,且吸附效率随葡萄糖初始添加量的增加呈增大趋势;NaCl在初始添加量较低时对Cr(Ⅵ)吸附效果影响不大,质量浓度较高时,则会对Cr(Ⅵ)的吸附效果产生显著影响;固定化烟曲霉小球对Cr(Ⅵ)的吸附效率随Cr(Ⅵ)质量浓度的增加呈递减趋势,而吸附量随Cr(Ⅵ)质量浓度的增加呈递增趋势.     

羟基磷灰石/甘蔗渣生物质炭对水中Cd2+的动态吸附研究

以羟基磷灰石/甘蔗渣生物质炭为吸附剂,对水中重金属镉进行了吸附实验。研究了pH值、Cd~(2+)质量浓度、吸附剂质量、动态流速等对穿透曲线的影响。结果表明,穿透时间随着pH值、吸附剂量的增加而增大,随着Cd~(2+)质量浓度、动态流速的增加而缩短。Thomas模型常数(K_(TH))随着pH值、吸附剂量的增加而增大,随着初始Cd~(2+)质量浓度、动态流速的增加而减小,由Thomas模型拟合计算获得其对Cd~(2+)的饱和吸附量为43.15 mg/g。Adams-Bohart模型常数(K_(AB))随着初始Cd~(2+)质量浓度、动态流速增加而减小,随着pH值、吸附剂量增加而增大。     

不同条件下活性啤酒酵母对Cr(Ⅵ)吸附的研究

研究吸附时间、pH值、温度、Cr(Ⅵ)初始浓度等因素对活性啤酒酵母吸附Cr(Ⅵ)的影响及最佳条件.采用制备的啤酒酵母菌体吸附剂在摇床(145 r/min)中对Cr(Ⅵ)进行吸附试验,当吸附时间分别为5 min、10 min、20 min、30 min、60 min、120 min、180 min、240 min和300 min时,Cr(Ⅵ)去除率随吸附时间的增加而增加并趋于稳定;当吸附4 h时,去除率达到最大值94.33%,而当吸附1 h时,去除率可达到最大去除率的94.67%.当溶液pH值分别为0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9和10时,33 ℃下去除率随着溶液pH值的增加先增大后减小;当pH＝2时吸附效果最好,去除率达到99.31%.吸附温度为25 ℃、33 ℃和40 ℃时,去除率随着温度的升高而增加,但温度过高会使啤酒酵母失活且能耗较大,而常温吸附即可达到较高的去除率(78.19%).当Cr(Ⅵ)初始质量浓度分别为15 mg/L、20 mg/L、25 mg/L、30 mg/L、35 mg/L和40 mg/L时,去除率总体上随着Cr(Ⅵ)质量浓度的增加而减小.本研究可为含Cr(Ⅵ)废水的生物吸附处理提供指导.     

褐煤对废水中酸性红B的结合吸附作用研究

将褐煤样品加入含染料酸性红B的模拟废水中并加碱,褐煤中的腐殖酸溶解,而后加盐酸使腐殖酸絮凝.利用溶解的腐殖酸结合与褐煤颗粒表面的吸附作用,达到去除废水中该染料的目的.结果显示,褐煤对酸性红B具有很好地去除效果,但受到作用时间、溶液pH值、离子强度等因素的影响.要达到最佳去除效果,结合过程最少需要120 min,吸附过程需要480 min.初始质量浓度越高,废水中酸性红B的去除率越低,但当初始质量浓度在250 ～ 500 mg/L时,去除率最小,但变化不大.结合过程pH值升高与吸附过程pH值降低均有利于该染料的去除.褐煤投加量增加,去除率提高,当初始质量浓度为250mg/L,褐煤投加量达到4mg/mL时的去除率达99％.离子强度的增加有利于褐煤对酸性红B的去除作用.     

磁性纳米吸附剂Fe3O4@SiO2-NH2对阴离子染料的吸附研究

为了研究用于印染废水处理的新型高效材料,以3-胺丙基三甲氧基硅烷为偶联剂制备了氨基修饰表面的磁性纳米粒子吸附剂(记为Fe3O4@SiO2-NH2).研究了吸附时间、pH值、染料初始质量浓度和吸附剂用量等因素对其吸附酸性橙Ⅱ(AO Ⅱ)和活性艳红X-3B(X-3B)的吸附效率的影响,测定和分析了吸附过程的热力学和动力学.结果表明,Fe3O4@SiO2-NH2对AO Ⅱ和X-3B的吸附符合Langmuir吸附等温线和准二级动力学模型.Fe3O4@SiO2-NH2对AO Ⅱ和X-3B的吸附是单分子层吸附为主的化学过程,其吸附容量分别为132 mg/g和233 mg/g.初步研究了通过外加磁场和调节pH值来实现吸附剂和染料的再生和循环使用.     

紫外LED联合次氯酸钠灭活枯草芽孢杆菌的影响因素

为了探究不同水质对紫外发光二极管(UV-LED)联合次氯酸钠灭活枯草芽孢杆菌(ATCC6633)效果的影响,通过改变初始氯质量浓度、初始菌液浓度、p H值、温度、无机阴阳离子浓度及腐殖酸质量浓度等6种常见水质条件来观察其分别对试验灭活率的影响。结果表明,灭活率随初始氯质量浓度增加先升高后降低,初始氯质量浓度为8 mg/L时灭活率为5. 9个对数级,达到最高值;灭活率则随初始菌液浓度升高而降低,在初始菌液浓度为104cfu/m L时,灭活率最高,达6. 2个对数级;灭活率随p H值上升有显著降低,酸性条件下灭活率明显好于碱性条件,在p H=6时灭活率为6. 59个对数级;灭活率随温度上升先升高后降低,在25℃时灭活率最高为5. 9个对数级。碳酸氢根离子浓度的增加会对灭活产生抑制作用,锰离子质量浓度的增加同样会降低枯草芽孢杆菌的灭活率。溶液中腐殖酸的存在也会对灭活有抑制作用,且质量浓度越大抑制效果越明显。动力学分析表明,UV-LED联合次氯酸钠对枯草芽孢杆菌的反应遵从假一级反应动力学,反应速率常数k的变化幅度表明,p H值、初始氯质量浓度和HA质量浓度对试验灭活的影响高于其他3种水质条件。     

好氧颗粒污泥对酸性红B的生物吸附模型研究

考察了灭活好氧颗粒污泥吸附酸性红B的吸附等温线、吸附动力学和热力学.结果表明,Langmuir和Redlich-Peterson比Freudlich吸附等温线更符合试验数据,20 ℃时Langmuir最大单分子层吸附量为123.46 mg/g.吸附动力学符合准2级动力学模型.灭活AGS内部扩散过程用Webber-Morris模型拟合,结果表明颗粒内部扩散过程是限速步骤,但边界层扩散和动力学阻力亦不能忽略.热力学分析表明,吸附过程是吸热且自发的过程.     

Evaluation of Abelmoschus esculentus (lady's finger) seed as a novel biosorbent for the removal of Acid Blue 113 dye from aqueous solutions

The use of a new biosorbent derived from Abelmoschus esculentus (A. esculentus) seed for the removal of Acid Blue 113 (AB113) in aqueous solutions was investigated in batch mode. Biosorption studies were carried out under varying operational parameters including initial pH, biosorbent dosage, contact time, initial dye concentration and temperature. The results indicated that the biosorption properties were strongly dependent on initial pH. Fourier transform infrared spectroscopy analysis revealed that hydroxyl, carboxylic and amide functional groups present on the biosorbent surface were involved in the dye removal process. Equilibrium data were best fitted by the Langmuir model. The maximum biosorption capacity was 169.9 ± 3.1 mg g⁻¹ at 25 °C and initial pH 5.5. The kinetic data were in good agreement with the pseudo-second-order kinetic model. The process was controlled by diffusion through boundary layer at the initial stage followed by intra-particle diffusion at the later stage. Thermodynamic evaluation showed that the process was endothermic and spontaneous. The present study suggests that A. esculentus seed with maximum biosorption capacity which compared well with values reported in the literature can be a potential biosorbent for AB113 dye removal.     

Biosorption of zinc(II) on rapeseed waste: Equilibrium studies and thermogravimetric investigations

The removal of heavy metals from aqueous effluents so as to avoid their toxic, bioaccumulation and biomagnification effects to humans and environment is usually realized by means of physical, chemical treatment, and biological processes. The aim of this study is to evaluate the potential of rapeseed waste from biodiesel production as a biosorbent for Zn(II) ions.The ability of the rapeseed waste for Zn(II) biosorption exhibited a maximum at pH 4.5–5. The removal efficiency of Zn(II) from solution with an initial concentration of 72 mg L⁻¹ varied from 39% to 89% for an increase of the rapeseed waste dose from 2 to 30 g L⁻¹. The amount of Zn(II) retained on the tested rapeseed increased with increasing metal ion concentration, but the Zn(II) sorption percentage decreased. The equilibrium data are fitted to the Langmuir isotherm better than to the Freundlich isotherm. The kinetics of Zn(II) biosorption process follows a pseudo-second order model. The thermal stability of the rapeseed before and after Zn(II) biosorption was studied by thermogravimetric analysis. It was found that the zinc loaded rapeseed exhibits a better initial thermal stability than the original rapeseed, presumably due to the cross linking generated by the intermolecular complexation of Zn(II) ions. In both cases, the thermal decomposition takes place according to some reassembling kinetic models, in two phases with order n reactions. The results of this study strongly suggest the possibility to use rapeseed as an effective biosorbent for Zn(II) ions removal from aqueous effluents (municipal/industrial wastewaters).     

黑曲霉对弱酸性艳兰RAWL的吸附动力学和热力学研究

借助吸附等温线比较了不同pH以及完整细胞与单细胞壁染料生物的吸附性能差异,化学修饰研究了菌体表面不同官能团对染料吸附的贡献,考察了不同温度下染料生物的吸附动力学,并进行了模型拟合.结果表明,黑曲霉的染料吸附较好地符合Freundlich方程( R2 ＞0.99),低pH值有利于染料吸附;染料吸附不仅发生在细胞壁,细胞内部也可发生;表面氨基作为主要的吸附官能团,其质子化导致的菌体正电荷和染料负离子间的静电引力作用是染料吸附的重要机理;吸附动力学可用拟二级速率方程描述( R2 =0.999 9);吸附活化能 Ea=5.21 kJ/mol,表明吸附具一定的活化性.     

重金属Cu2+抗性菌的筛选与吸附性能研究

采用富集培养方法从污水处理厂污泥中分离筛选出3株对Cu2+吸附能力较强的菌株,考察pH值、温度和Cu2+初始质量浓度对3株菌吸附能力的影响。结果表明,Z-1-4在pH值为5.0,30℃,Cu2+质量浓度为140 mg/L时吸附效果最好;Z-1-5在pH值为6.0,28℃,Cu2+质量浓度为170 mg/L时吸附效果最好;Z-1-6在pH值为6.0,28℃,Cu2+质量浓度为140 mg/L时吸附效果最好。其中菌株Z-1-5吸附能力最强,吸附容量可达13.68 mg/g。对Z-1-5进行16S rDNA序列分析,初步确定为鞘胺醇单胞菌(Sphingomonas sp.)。     

微生物吸附处理低浓度含铀废水的效能

生物吸附是目前处理低浓度含铀废水最有前途的方法之一.本文探讨了不同种类微生物的来源及其对铀的吸附效能.分析了生物吸附过程的影响因素和吸附机理.细菌、放线菌、真菌和藻类对铀的吸附能力依次递减,pH值、菌种预处理、共存离子和金属初始浓度是生物吸附的主要影响因素;微生物的细胞结构在生物吸附过程中发挥了重要的作用,静电吸附、酶促反应、无机微沉淀和氧化还原等是生物吸附的主要机理.最后预测了生物吸附处理低浓度含铀废水的研究方向.     

Removal of Zn and Ni by adsorption in a fixed bed of wheat straw

Zn⁺² and Ni⁺² in a solution were removed by biosorption in a fixed bed of wheat straw Triticum aestivum. The removal rate and the mass transfer coefficient for Zn⁺² and Ni⁺² were found to be proportional to the liquid superficial velocity to the power of 0.31 for the range of the particle Reynolds number from 18 to 445 (equivalent liquid rates of 0.00070–0.0175 m³ m⁻² s⁻¹). This agrees well with reported literature for mass transfer in a packed bed of solid particles under a laminar flow regime. Effect of the solution pH, temperature and the particle size (0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 in.) on biosorption of Zn⁺² and Ni⁺² was also investigated. Biosorption of both Zn⁺² and Ni⁺² increased significantly with the solution pH from 4.0 to 7.0. On the other hand, Zn⁺² and Ni⁺² removal appeared to be insensitive to liquid temperature from 25 to 30 °C. Nevertheless, a 25% increase in the percentage removal of metal ions was observed with further increase of liquid temperature from 30 to 35 °C. However, the biosorbent particle size did not seem to have a systematic effect on the biosorption of Zn⁺² and Ni⁺². In addition, biosorption of Zn⁺² was not affected considerably by co-adsorption of the bimetal solution while biosorption of Ni⁺² decreased about 14%.     

超声波和Fenton试剂联用降解氯苯的试验研究

以超声波(US)和Fenton试剂联用对氯苯(CB)的脱氯降解作用进行了研究.采用单因素法,重点考察了Fenton试剂配比(n(H_2O_2):n(Fe~(2+)))、Fenton试剂用量、CB初始浓度、溶液初始pH值和超声波功率等因素对脱氯降解效果的影响,研究了CB浓度与反应时间的变化关系.结果表明,US/Fenton试剂对CB具有良好的脱氯降解作用,当CB初始质量浓度为100 mg·L~(-1)、H_2O_2与Fe~(2+) 的物质的量比为40:1、H_2O_2的浓度为10 mmol·L~(-1)、溶液初始pH值为3、超声波功率为250 W时,CB脱氯率最大可达93.5%.US/Fenton试剂对于CB的脱氯降解反应符合1级衰减模型,速率常数k'=0.266 min~(-1).     

固定食用菌加工废弃物对废水中重金属Cu2+的吸附性能

用聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)将金针菇(Flammulina velutipes)、毛木耳(Auricularia polytricha)、杏鲍菇(Pleurotus eryngii)和平菇(Pleurotus ostreatus)加工废弃物固定制成吸附小球,研究初始p H值、反应时间对Cu~(2+)吸附的影响及吸附特性,并应用到实际废水的处理中。结果表明:固定金针菇、毛木耳、杏鲍菇和平菇废弃物吸附小球的最大吸附率分别为81.3%、60.8%、42.8%和50.0%;伪二级动力学模型比颗粒内扩散模型能更好地描述固定食用菌加工废弃物吸附小球对Cu~(2+)的吸附过程;固定金针菇、毛木耳和平菇废弃物吸附小球的等温吸附过程与Langmuir等温模型拟合度高,吸附过程主要是单层吸附,固定杏鲍菇废弃物小球的等温吸附过程则更符合Freundlich等温模型;扫描电镜(SEM)分析显示,固定金针菇废弃物吸附小球吸附Cu~(2+)后,细胞壁增厚,细胞壁上形成了明显的Cu~(2+)无机沉淀或晶体,表现为物理性吸附。研究表明,固定金针菇废弃物吸附小球对自然废水中Cu~(2+)的去除率为73.11%,具有一定的实际应用价值。